STC11F32單片機的射頻讀卡器設計

引 言
無(wú)線(xiàn)射頻識別技術(shù)(RFID)以其高度安全保密性、通信高速性、使用方便性、成本低等特點(diǎn)而得到快速的普及和推廣，現已廣泛地應用于各類(lèi)門(mén)禁控制系統、公共交通支付系統、醫療保險系統、停車(chē)場(chǎng)管理系統、倉儲管理、車(chē)輛防盜等方面，并帶動(dòng)了讀寫(xiě)器和各類(lèi)應用產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和推廣。本文在分析射頻識別系統組成和原理的基礎上，提出了基于STC11F32高速單片機和MFRC500芯片的射頻讀寫(xiě)器設計方案；同時(shí)，在該讀卡器上擴展了點(diǎn)陣圖形液晶LCD和串行存儲器W25X80，以及USB芯片CH340T等外圍設備。LCD可以顯示各種圖形和漢字；串行存儲器用來(lái)存儲點(diǎn)陣字庫、圖形庫等；USB芯片使得該讀卡器省去了串口和電源供電端口，可以通過(guò)USB接口和PC管理軟件通信。該讀卡器使用方便、成本低，電路運行穩定，可以應用到各種場(chǎng)合。

1 射頻讀寫(xiě)系統的構成和基本原理
最基本的RFID系統由3部分組成：
①電子標簽(Tag，或稱(chēng)射頻標簽)，由芯片及內置天線(xiàn)組成。芯片內保存有一定格式的電子數據，作為待識別物品的標識性信息，是射頻識別系統真正的數據載體。內置天線(xiàn)用于和射頻天線(xiàn)間進(jìn)行通信。
②閱讀器，讀寫(xiě)電子標簽信息的設備。主要任務(wù)是控制射頻模塊向標簽發(fā)射讀取信號，并接收標簽的應答；對標簽的對象標識信息進(jìn)行解碼，將對象標識信息連帶標簽上其他相關(guān)信息傳輸到主機以供處理。
③天線(xiàn)，標簽與閱讀器之間傳輸數據的發(fā)射、接收裝置。
射頻讀寫(xiě)系統基本原理如下：讀寫(xiě)器向卡片發(fā)一組固定頻率的電磁波，卡片內有一個(gè)LC串聯(lián)諧振電路，其頻率與讀寫(xiě)器發(fā)射的頻率相同。在電磁波的激勵下，LC諧振電路產(chǎn)生共振，從而使電容內有了電荷。在這個(gè)電容的另一端接有一個(gè)單向導通的電子泵，將電容內的電荷送到另一個(gè)電容內存儲。當所積累的電荷達到2 V時(shí)，此電容可作為電源為其他電路提供工作電壓，將卡內數據發(fā)射出去或存取讀寫(xiě)器的數據。

2 讀卡器硬件設計
STC11F32是宏晶科技公司生產(chǎn)的單時(shí)鐘／機器周期(1T)的單片機，是高速、低功耗、具有超強抗干擾能力的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統8051，但速度快8～12倍。內部集成高可靠復位電路，可用在高速通信、智能控制、強干擾等場(chǎng)合；內部有32 KB的Flash、29KB的EEPROM和1 280字節的SRAM；EA、ALE、PSEN和RST引腳可以定義為通用I／O，即4個(gè)P4引腳；編程支持ISP下載功能，使用起來(lái)比較方便。